本文公開的主題涉及渦輪機(jī)。更具體地，本文所公開的主題涉及針對(duì)傳動(dòng)系中發(fā)電機(jī)的主動(dòng)溫度控制的裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、氣體渦輪、蒸汽渦輪和發(fā)電機(jī)常常用作發(fā)電廠中的傳動(dòng)系架構(gòu)的一部分。在一種類型的發(fā)電廠中，氣體渦輪可與發(fā)電機(jī)結(jié)合使用以通常形成用于電廠的傳動(dòng)系。在發(fā)電廠內(nèi)，具有成排的旋轉(zhuǎn)葉片和固定導(dǎo)葉的壓縮機(jī)壓縮空氣并且將其引導(dǎo)到燃燒器，該燃燒器將所壓縮的空氣與燃料混合。在燃燒器中，所壓縮的空氣和燃料燃燒以形成燃燒產(chǎn)物(即，熱空氣-燃料混合物)，該燃燒產(chǎn)物通過(guò)渦輪中的葉片膨脹。

2、具有位于兩個(gè)渦輪(通常為氣體渦輪和蒸汽渦輪)之間的發(fā)電機(jī)的某些傳動(dòng)系可具有離合器以允許在簡(jiǎn)單和組合循環(huán)模式下操作。在這種配置中，多個(gè)推力軸承(例如，每個(gè)渦輪一個(gè)推力軸承)和離合器被構(gòu)造成在該離合器接合之后補(bǔ)償這些推力軸承之間的軸線的不同軸向膨脹或收縮。在渦輪機(jī)在穩(wěn)態(tài)下開始操作之后，如果推力軸承上的推力載荷以比壓縮或膨脹離合器所需的載荷更小的載荷發(fā)生，則發(fā)電機(jī)軸的任何進(jìn)一步膨脹和收縮(例如，由于環(huán)境和電廠冷卻水溫度擺動(dòng))可改變?cè)撏屏d荷。此外，瞬態(tài)溫度擺動(dòng)可增加離合器中滑移事件的數(shù)量。暴露于發(fā)電機(jī)冷卻介質(zhì)并具有相對(duì)長(zhǎng)的長(zhǎng)度的發(fā)電機(jī)軸可經(jīng)歷例如約十?dāng)z氏度至二十?dāng)z氏度的每日溫度擺動(dòng)，從而產(chǎn)生約一毫米至三毫米或更大的軸向長(zhǎng)度變化。這種情況可顯著影響推力軸承載荷，從而增加軸承上的磨損和溫度。此外，相對(duì)于基線操作特性，在振動(dòng)由于對(duì)應(yīng)高的軸向離合器載荷而特別高的情況下，該載荷和膨脹可影響傳動(dòng)系振動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、下文提到的所有方面、示例和特征可以以任何技術(shù)上可能的方式組合。

2、本公開的一個(gè)方面提供了一種裝置，該裝置包括：溫度傳感器，該溫度傳感器被配置為監(jiān)測(cè)傳動(dòng)系組件的發(fā)電機(jī)部件的溫度，其中該傳動(dòng)系組件包括與冷卻流體熱連通并且安裝在與該發(fā)電機(jī)部件相同的軸上的傳動(dòng)系部件；和控制器，該控制器聯(lián)接到該溫度傳感器和用于調(diào)整該冷卻流體的溫度的熱交換電路，其中該控制器被配置為：基于該傳動(dòng)系組件的目標(biāo)推力軸承參數(shù)或目標(biāo)振動(dòng)參數(shù)來(lái)計(jì)算該發(fā)電機(jī)部件的目標(biāo)溫度，并且基于所監(jiān)測(cè)的溫度和該目標(biāo)溫度之間的差值來(lái)調(diào)整該冷卻流體到該傳動(dòng)系部件的輸送。

3、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被配置為：通過(guò)增加或減少經(jīng)由可變流泵提供到該發(fā)電機(jī)部件或從該發(fā)電機(jī)部件提取的冷卻流體的量來(lái)調(diào)整該冷卻流體的該輸送。

4、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被配置為：通過(guò)增加或減少經(jīng)由可變流閥從返回管道傳輸?shù)饺肟诠艿赖睦鋮s流體的量來(lái)調(diào)整該冷卻流體的該輸送。

5、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被配置為：通過(guò)調(diào)整混合閥來(lái)調(diào)整該冷卻流體的該輸送，該混合閥用于將離開該熱交換電路的該冷卻流體的一部分轉(zhuǎn)移到該發(fā)電機(jī)部件中。

6、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被配置為：通過(guò)調(diào)整該熱交換電路內(nèi)的濕表面冷卻器的溫度來(lái)調(diào)整該冷卻流體的該輸送。

7、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被配置為：經(jīng)由該熱交換電路內(nèi)的輔助熱交換器調(diào)整該冷卻流體的該輸送。

8、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被進(jìn)一步配置為：基于該軸的目標(biāo)軸向長(zhǎng)度或目標(biāo)熱膨脹來(lái)計(jì)算該目標(biāo)溫度。

9、本公開的一個(gè)方面提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：傳動(dòng)系組件，該傳動(dòng)系組件具有安裝在相同軸上的發(fā)電機(jī)部件和傳動(dòng)系部件；溫度傳感器，該溫度傳感器被配置為監(jiān)測(cè)該發(fā)電機(jī)部件的溫度；熱交換電路，該熱交換電路與該發(fā)電機(jī)部件熱連通，其中該熱交換電路被配置為用冷卻流體冷卻該發(fā)電機(jī)部件；和控制器，該控制器聯(lián)接到該溫度傳感器和該熱交換電路，其中該控制器被配置為：基于該傳動(dòng)系組件的目標(biāo)推力軸承參數(shù)或目標(biāo)振動(dòng)參數(shù)來(lái)計(jì)算該發(fā)電機(jī)部件的目標(biāo)溫度，并且基于所監(jiān)測(cè)的溫度和該目標(biāo)溫度之間的差值來(lái)調(diào)整該冷卻流體到該傳動(dòng)系部件的輸送。

10、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被配置為：通過(guò)增加或減少經(jīng)由可變流泵提供到該發(fā)電機(jī)部件或從該發(fā)電機(jī)部件提取的冷卻流體的量來(lái)調(diào)整該冷卻流體的該輸送。

11、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被配置為：通過(guò)增加或減少經(jīng)由可變流閥從返回管道傳輸?shù)饺肟诠艿赖睦鋮s流體的量來(lái)調(diào)整該冷卻流體的該輸送。

12、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被配置為：通過(guò)調(diào)整混合閥來(lái)調(diào)整該冷卻流體的該輸送，該混合閥用于將離開該熱交換電路的該冷卻流體的一部分轉(zhuǎn)移到該發(fā)電機(jī)部件中。

13、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被配置為：通過(guò)調(diào)整該熱交換電路內(nèi)的濕表面冷卻器的溫度來(lái)調(diào)整該冷卻流體的該輸送。

14、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被配置為：經(jīng)由該熱交換電路內(nèi)的輔助熱交換器調(diào)整該冷卻流體的該輸送。

15、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中該控制器被進(jìn)一步配置為：基于該軸的目標(biāo)軸向長(zhǎng)度或目標(biāo)熱膨脹來(lái)計(jì)算該目標(biāo)溫度。

16、本公開的一個(gè)方面提供了一種方法，該方法包括：監(jiān)測(cè)傳動(dòng)系組件的發(fā)電機(jī)部件的溫度，其中該傳動(dòng)系組件包括與熱交換電路的冷卻流體熱連通并且安裝在與該發(fā)電機(jī)部件相同的軸上的傳動(dòng)系部件；基于該傳動(dòng)系組件的目標(biāo)推力軸承參數(shù)或目標(biāo)振動(dòng)參數(shù)來(lái)計(jì)算該發(fā)電機(jī)部件的目標(biāo)溫度；以及基于所監(jiān)測(cè)的溫度和該目標(biāo)溫度之間的差值來(lái)調(diào)整該冷卻流體到該傳動(dòng)系部件的輸送。

17、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中調(diào)整該冷卻流體的該輸送包括：增加或減少經(jīng)由可變流泵提供到該發(fā)電機(jī)部件或從該發(fā)電機(jī)部件提取的冷卻流體的量。

18、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中調(diào)整該冷卻流體的該輸送包括：減少經(jīng)由可變流閥從返回管道傳輸?shù)饺肟诠艿赖睦鋮s流體的量。

19、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中調(diào)整該冷卻流體的該輸送包括：調(diào)整混合閥，該混合閥用于將離開該熱交換電路的該冷卻流體的一部分轉(zhuǎn)移到該發(fā)電機(jī)部件中。

20、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中調(diào)整該冷卻流體的該輸送包括：經(jīng)由該熱交換電路內(nèi)的濕表面冷卻器或輔助熱交換器調(diào)整該冷卻流體的溫度。

21、本公開的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且其中對(duì)該目標(biāo)溫度的該計(jì)算基于該軸的目標(biāo)軸向長(zhǎng)度或目標(biāo)熱膨脹。

22、本公開中描述的兩個(gè)或更多個(gè)方面(包括本概述部分中描述的那些方面)可以組合以形成本文未具體描述的具體實(shí)施。

23、在以下附圖和描述中闡述一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施的細(xì)節(jié)。根據(jù)說(shuō)明書和附圖以及權(quán)利要求書，其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。

技術(shù)特征：

1.一種裝置，所述裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器被配置為：通過(guò)增加或減少經(jīng)由可變流泵提供到所述發(fā)電機(jī)部件或從所述發(fā)電機(jī)部件提取的冷卻流體的量來(lái)調(diào)整所述冷卻流體的所述輸送。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器被配置為：通過(guò)增加或減少經(jīng)由可變流閥從返回管道傳輸?shù)饺肟诠艿赖睦鋮s流體的量來(lái)調(diào)整所述冷卻流體的所述輸送。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器被配置為：通過(guò)調(diào)整混合閥來(lái)調(diào)整所述冷卻流體的所述輸送，所述混合閥用于將離開所述熱交換電路的所述冷卻流體的一部分轉(zhuǎn)移到所述發(fā)電機(jī)部件中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器被配置為：通過(guò)調(diào)整所述熱交換電路內(nèi)的濕表面冷卻器的溫度來(lái)調(diào)整所述冷卻流體的所述輸送。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器被配置為：經(jīng)由所述熱交換電路內(nèi)的輔助熱交換器調(diào)整所述冷卻流體的所述輸送。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器被進(jìn)一步配置為：基于所述軸的目標(biāo)軸向長(zhǎng)度或目標(biāo)熱膨脹來(lái)計(jì)算所述目標(biāo)溫度。

8.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為：通過(guò)增加或減少經(jīng)由可變流泵提供到所述發(fā)電機(jī)部件或從所述發(fā)電機(jī)部件提取的冷卻流體的量來(lái)調(diào)整所述冷卻流體的所述輸送。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為：通過(guò)增加或減少經(jīng)由可變流閥從返回管道傳輸?shù)饺肟诠艿赖睦鋮s流體的量來(lái)調(diào)整所述冷卻流體的所述輸送。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為：通過(guò)調(diào)整混合閥來(lái)調(diào)整所述冷卻流體的所述輸送，所述混合閥用于將離開所述熱交換電路的所述冷卻流體的一部分轉(zhuǎn)移到所述發(fā)電機(jī)部件中。

12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為：通過(guò)調(diào)整所述熱交換電路內(nèi)的濕表面冷卻器的溫度來(lái)調(diào)整所述冷卻流體的所述輸送。

13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為：經(jīng)由所述熱交換電路內(nèi)的輔助熱交換器調(diào)整所述冷卻流體的所述輸送。

14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述控制器被進(jìn)一步配置為：基于所述軸的目標(biāo)軸向長(zhǎng)度或目標(biāo)熱膨脹來(lái)計(jì)算所述目標(biāo)溫度。

15.一種方法，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開提供了一種裝置，該裝置包括：溫度傳感器(242)，該溫度傳感器被配置為監(jiān)測(cè)傳動(dòng)系組件(200)的發(fā)電機(jī)部件的溫度。該傳動(dòng)系組件(200)包括與冷卻流體熱連通并且安裝在與該發(fā)電機(jī)部件相同的軸上的傳動(dòng)系部件?？刂破?240)，該控制器聯(lián)接到該溫度傳感器(242)和用于調(diào)整該冷卻流體的溫度的熱交換電路(232)。該控制器(240)基于該傳動(dòng)系組件(200)的目標(biāo)推力軸承參數(shù)或目標(biāo)振動(dòng)參數(shù)來(lái)計(jì)算該發(fā)電機(jī)部件的目標(biāo)溫度，并且基于所監(jiān)測(cè)的溫度和該目標(biāo)溫度之間的差值來(lái)調(diào)整該冷卻流體到該傳動(dòng)系部件的輸送。

技術(shù)研發(fā)人員：B·A·曼庫(kù)索,C·D·曼克雷斯,M·W·戈列比奧夫斯基,E·P·克諾夫,J·R·豪斯,D·R·柯林斯,J·J·安德里茨,E·S·巴斯柯克,P·J·艾森佐夫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：通用電氣技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17